【故事】聚力攻关 突破碳化硅芯片技术重重关

一个普通的夜晚，当城市逐渐褪去一天的忙碌，中国电科产业基础研究院芯片工艺线上依然灯火通明。

厂房内，国产高能离子注入设备一字排列，科研人员紧盯设备运行状态。他们正在进行一项极具挑战的离子注入技术工艺研发，而这是碳化硅芯片生产的关键工艺。碳化硅芯片主要应用于电力电子领域，在集成电路发展中发挥重要作用。碳化硅材料具有特殊性，无法使用传统的高温扩散工艺进行器件掺杂，以往成熟的技术手段在这项任务中显得力不从心。

项目团队阅读了大量国内外文献，在最新研发成果中寻找思路；实地走访，查看分析各种技术路线的优劣利弊；与全国最优秀的专家学者深入交流，积极听取意见建议。“这过程是痛苦的，仿佛大海捞针一样，不知道路在哪里，什么时候可以找到。”团队成员回忆那段时期，依然感慨不已。后来，离子注入技术受到他们关注。离子注入技术是近30年来国际上蓬勃发展和广泛应用的一种材料表面改性技术，在集成电路核心装备——离子注入机中得到广泛应用。这是一种更为先进的工艺途径，很有希望更好地解决碳化硅掺杂问题。

将离子注入技术应用于碳化硅材料，在国内当时还是空白，对于攻关团队来说是一项全新的重大挑战。离子注入工艺中掺杂的浓度、分布、深度等关键参数，直接决定器件的可靠性。要做好这件事，就相当于在纳米级的舞台上起舞，做各种精巧复杂的动作。难度之高，可想而知。

项目之初，项目团队就提出非常高的技术指标。此后，从天微微亮到黑夜，办公楼内总能看到科研攻关人的身影，他们要么在计算机屏幕前持续优化仿真，要么身穿净化服在工艺厂房忙碌。他们通过对工艺步骤的精细设计，实验条件的不断改进，以及对参数指标不断提升，一步步将结果优化，最终达到目标。

目前，项目团队已经完全掌握在碳化硅中掺入氮、铝等元素的技术，离子注入工艺可以做到精确定义掺杂的浓度、分布、深度等关键参数。“这是艰难的过程，也是全方位的提升过程。”攻关团队成员表示。功夫不负有心人，他们全力以赴实现了所有技术指标。

经过不懈努力，项目团队已经突破了包括离子注入技术在内的一大批碳化硅芯片技术，部分技术代表当前碳化硅电力电子器件的最高水平，实现了碳化硅芯片在汽车等领域规模应用。